[發(fā)明專(zhuān)利]一種機(jī)器人末端壓力反饋系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710258991.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107087275A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海耐相智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04W16/18
• 分類(lèi)號(hào): H04W16/18;H04W84/18;B25J19/02;G08C17/02
• 代理公司: 北京高航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11530
• 代理人: 趙永強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓力反饋領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)器人末端壓力反饋系統(tǒng)。

背景技術(shù)

相關(guān)技術(shù)中的機(jī)器人末端多采用模仿人體手指的爪式機(jī)械手對(duì)物體進(jìn)行抓取，由于對(duì)力度把握不準(zhǔn)確，時(shí)常會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞所抓取的物體，這種不精確的機(jī)器人末端也因此限制了機(jī)器人的推廣。

利用壓力傳感器與吸盤(pán)方式的機(jī)器人末端可讓此問(wèn)題得到解決。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中常用到兩種網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式：靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋。靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋是指無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)根據(jù)最初的任務(wù)需求對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行覆蓋，網(wǎng)絡(luò)拓化結(jié)構(gòu)在工作過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變化。在靜態(tài)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由靜態(tài)傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，即網(wǎng)絡(luò)在初始部署后節(jié)點(diǎn)位置不再改變，傳統(tǒng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常是靜態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)。動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋是指僅由移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)組成的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的移動(dòng)性，一般應(yīng)用在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用中。在網(wǎng)絡(luò)完成初始部署后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)覆蓋能量及網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量等要求作出調(diào)整。在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)傳感器節(jié)點(diǎn)能量差別很大時(shí)，需要通過(guò)某些方法對(duì)節(jié)點(diǎn)的能量消耗和均衡剩余能量做出動(dòng)態(tài)調(diào)整。當(dāng)監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)區(qū)域發(fā)生變化時(shí)，某些區(qū)域的覆蓋質(zhì)量和傳感器采集頻率需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整以滿足網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種機(jī)器人末端壓力反饋系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種機(jī)器人末端壓力反饋系統(tǒng)，包括末端抓手模塊、壓力傳感器模塊和中央控制模塊，所述末端抓手模塊設(shè)有抓手，用于接觸物體并對(duì)其進(jìn)行抓取；所述壓力傳感器模塊同時(shí)采取靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋與動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋方法，用于將抓手與物體接觸時(shí)產(chǎn)生的壓力信號(hào)傳輸至中央控制模塊；所述中央控制模塊用于將壓力信號(hào)處理后反饋給末端抓手模塊，控制抓手的力度。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明采用壓力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人末端的壓力反饋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于推廣，成本低廉，且壓力傳感器具有極高的靈敏度，可提高機(jī)器人末端的反應(yīng)速度。

附圖說(shuō)明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的壓力傳感器模塊的框架結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記：

末端抓手模塊1、壓力傳感器模塊2、中央控制模塊3、初始節(jié)點(diǎn)部署子模塊21、定位子模塊22和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)部署子模塊23。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的一種機(jī)器人末端壓力反饋系統(tǒng)，包括末端抓手模塊1、壓力傳感器模塊2和中央控制模塊3，所述末端抓手模塊1設(shè)有抓手，用于接觸物體并對(duì)其進(jìn)行抓取；所述壓力傳感器模塊2同時(shí)采取靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋與動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)覆蓋方法，用于將抓手與物體接觸時(shí)產(chǎn)生的壓力信號(hào)傳輸至中央控制模塊3；所述中央控制模塊3用于將壓力信號(hào)處理后反饋給末端抓手模塊1，控制抓手的力度。

優(yōu)選地，所述末端抓手模塊設(shè)有的抓手為吸盤(pán)。

本發(fā)明上述實(shí)施例，采用壓力傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人末端的壓力反饋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于推廣，成本低廉，且壓力傳感器具有極高的靈敏度，可提高機(jī)器人末端的反應(yīng)速度。

優(yōu)選地，所述壓力傳感器模塊包括初始節(jié)點(diǎn)部署子模塊、定位子模塊和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)部署子模塊，在壓力傳感器開(kāi)始工作前進(jìn)行設(shè)置初始化參數(shù)設(shè)定：末端抓手與物體接觸區(qū)域面積x×y、靜態(tài)節(jié)點(diǎn)數(shù)、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)、節(jié)點(diǎn)感知半徑、噪聲方差、移動(dòng)距離閾值和迭代次數(shù)；

所述初始節(jié)點(diǎn)部署子模塊用于對(duì)靜態(tài)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始的部署，具體為：

(1)對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)性部署，完成靜態(tài)節(jié)點(diǎn)部署后，靜態(tài)節(jié)點(diǎn)位置不再改變；

(2)對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)概率進(jìn)行計(jì)算，采用自定義檢測(cè)概率計(jì)算公式：

式中，W_μ表示第μ個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)概率，δ為噪聲方差，E為參與目標(biāo)檢測(cè)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的能量，f為各節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度一致時(shí)的距離，v為虛警率，ζ為傳播損耗因子，D為目標(biāo)所在點(diǎn)(P_m,Q_m)與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)初始位置(P_a,Q_a)之間的最大距離，表示標(biāo)準(zhǔn)高斯累計(jì)分布函數(shù)，z為標(biāo)準(zhǔn)高斯累計(jì)分布函數(shù)的變量；